学科专业：桥梁与隧道工程
授予学位：工学硕士
学位授予单位：xxx交通大学
学位年度： 2006年
活性粉末混凝土(RPc)是一种新型材料，具有良好的力学性能和高抗渗性。当前，我国正修建多条客运专线和高速铁路，用RPc代替普通混凝土进行结构设计，可以使结构轻型化，大大改善结构的耐久性；整孔箱梁具有抗扭性能好，纵横向刚度大，稳定性好等优点，已应用于秦沈客运专线。为了使预应力RPc箱梁更好的应用于工程实践，本文在既有研究的基础上，将RPc箱梁应用于铁路客运专线，采用有限元分析和最优化设计方法结合在一起对RPc箱梁进行理论分析，并通过优化分析确定截面最优参数和最佳预应力面积，为RPC箱梁的实践应用提供理论依据。
本文首先以24m双线铁路预应力RPc整孔简支箱梁为例，通过有限元建模，以梁体积为且标函数，箱梁截面尺寸和预应力筋面积为设计变量，强度和挠度为约束条件，采用ANsYs有限元参数优化分析方法乘子法，对箱梁正常使用阶段主要工况进行参数优化分析，分析结果表明，预应力RPc简支箱梁体积最优时，起控制作用的主要是截面高度参数，而且预应力筋面积是梁挠度的主要决定因素。
在优化参数分析地基础上，分别对铁路客运专线常用的24m、32m两种跨度的双线整孔简支箱梁进行优化计算与分析，最终得出两种跨度跨中截面最优截面参数和最优预应力筋面积。分析计算中，由于等截面布置的RPc箱梁截面包括端部截面应力均已满足结构强度要求，所以普通钢筋布置和端部截面形式只需符合构造要求即可。